酵素堆肥對(duì)海南冬季辣椒生長(zhǎng)的影響

范鶴齡 陸建明 孫雪冰 朱清 黃小龍 李長(zhǎng)江 張榮萍

摘要：為了揭示酵素堆肥對(duì)辣椒在海南冬季生長(zhǎng)發(fā)育的影響，于2015—2018 年冬季在海口，采用盆栽方式，研究了酵素堆肥的不同原材料和不同施用量及生物有機(jī)肥種類對(duì)辣椒生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明，施用花生秸稈和玉米秸稈制作的酵素堆肥的辣椒鮮果質(zhì)量均大于普通有機(jī)肥對(duì)照，分別增產(chǎn)29.60%和10.96%;總鮮果質(zhì)量隨有機(jī)肥施用量的增多而提高，高酵素（60%施用量）處理的總鮮果質(zhì)量比傳統(tǒng)化肥提高92.1%;生物有機(jī)肥的種類對(duì)鮮果質(zhì)量及其相對(duì)生長(zhǎng)率的影響程度最顯著，酵素處理總鮮果質(zhì)量比海南有機(jī)肥處理高24%。研究表明，在海南冬季使用酵素堆肥可以促進(jìn)辣椒植株和果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育，促進(jìn)物質(zhì)積累、運(yùn)轉(zhuǎn)和分配，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，酵素堆肥以60%的施用量和花生秸稈材料為最佳。

關(guān)鍵詞：辣椒;酵素堆肥;冬季;生長(zhǎng)

中圖分類號(hào)：S641.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-2871（2022）03-070-06

Abstract： Pot experiments were conducted to evaluate the effect of microbe compost， raw materials of the compost andamount of compost used on pepper growth and development during winter seasons of 2015 to 2018 in Hainan. Pepperfresh weight grown on compost made from peanut and corn straw were 29.60% and 10.96% higher than that grown onconventional organic fertilizer. Fruit fresh weight of pepper grown in high volume（60%）of microbe compost was92.1 % higher than that grown with common chemical fertilizer. Microbe compost significantly improve pepper fruitweight and plant growth， the fruit weight was 24% higher than that grown with normal organic fertilizer on the market inHainan. The best result can be expected from peanut straw microbe compost at the rate of 60%.

Key words： Pepper; Microbe compost;Winter; Growth

辣椒（Capsicum annuum L.），茄科辣椒屬，是海南省重要的冬季果菜作物。辣椒在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中如遇15 ℃以下低溫會(huì)對(duì)辣椒造成危害[1]。有研究指出，在低溫和弱光環(huán)境下，辣椒植株的田間農(nóng)藝性狀，如壯苗指數(shù)、鮮質(zhì)量、葉面積等指標(biāo)均有所下降[2-3]，辣椒的葉綠素含量、凈光合速率降低，酶的活性下降，光合產(chǎn)物的運(yùn)輸減緩，導(dǎo)致辣椒生長(zhǎng)緩慢[4-5]。

有機(jī)肥能豐富土壤微生物的生長(zhǎng)和繁殖，可以提升土壤肥力，改善植物的土壤生態(tài)環(huán)境[6-7]。島本微生物農(nóng)法指出，在作物種植過(guò)程中使用人工添加酵素菌制作的有機(jī)肥，可以提高作物的健壯程度，增強(qiáng)植株不良?xì)夂蛳碌牡挚鼓芰8]。有研究表明酵素堆肥改善了作物生長(zhǎng)的土壤生態(tài)環(huán)境[9]，增強(qiáng)了水稻作物的健壯程度，對(duì)水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)有顯著提高[10-11]。酵素的本質(zhì)是利用植物源和動(dòng)物殘留物等有機(jī)廢棄物發(fā)酵而成的堆肥或發(fā)酵液，含有營(yíng)養(yǎng)成分、代謝活性物質(zhì)與有益微生物菌群，是具有多元復(fù)合功能的生態(tài)產(chǎn)品，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，實(shí)現(xiàn)零農(nóng)藥、零化肥、零污染、生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)的理想方式。

海南省得天獨(dú)厚的氣候資源，使其冬季瓜果蔬菜的供應(yīng)地位舉足輕重。海南雖然地處熱帶，但冬季仍可受北方冷空氣影響。每年1—2 月，在南下冷空氣和南方暖濕氣流共同影響下，會(huì)出現(xiàn)持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間的低溫、陰雨、寡照天氣[12]。2008 年冬季長(zhǎng)期低溫導(dǎo)致海南省農(nóng)作物受災(zāi)面積約12×105 hm2，造成農(nóng)業(yè)直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)7.961 億元[13]。關(guān)于酵素堆肥對(duì)海南辣椒低溫期植株生長(zhǎng)的影響研究報(bào)道較少。因此，筆者擬研究酵素堆肥對(duì)海南辣椒低溫期促進(jìn)植株生長(zhǎng)發(fā)育的效果，將為海南省冬季辣椒種植實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

從2015 年9 月至2018 年3 月，9—10 月育苗，3 年采用的辣椒品種分別是螺絲椒（蘇潤(rùn)螺絲王，江蘇蘇潤(rùn)種業(yè)有限公司）、柿椒（美國(guó)西元椒，廣西橫縣子龍種業(yè)有限公司）、線椒（豐源8 號(hào)，旭冉農(nóng)業(yè)有限公司）。試驗(yàn)地為海南大學(xué)海甸校區(qū)校內(nèi)實(shí)踐教學(xué)基地。

供試肥料有：羊糞有機(jī)肥由石家莊市豐廠生物有機(jī)肥科技有限公司提供，有機(jī)質(zhì)含量≥45%、N+P2O5+K2O 含量≥5%;海南億灃有機(jī)肥為海南億灃出產(chǎn)的寶島沃源-全效活性肽有機(jī)肥，有機(jī)質(zhì)含量≥45%、N+P2O5+K2O 含量≥5%;日本有機(jī)肥為日本中部Ecotec 株式會(huì)社旗下的千代田生物有機(jī)肥，有機(jī)質(zhì)含量≥40%、N+P2O5+K2O 含量≥10%。酵素菌菌種：粉劑由昆明邦特生物工程技術(shù)有限公司生產(chǎn)，有效活性≥0.50 億·g-1。酵素堆肥，參考島本微生物有機(jī)肥的配比，使用植物（花生秸稈、玉米秸稈、椰糠）和動(dòng)物糞便（羊糞）制作而成[8]?；蕿閙 氮∶m 磷∶m 鉀=15∶15∶15 復(fù)合肥，由河北硅谷肥業(yè)有限公司生產(chǎn)。土壤調(diào)理微生物菌劑由北京清大元農(nóng)生物科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱北京菌）提供?？莶菅挎邨U菌等微生物菌劑，由山東綠隴生物技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱山東菌）提供。

1.2 方法

盆栽：20 cm×20 cm×20 cm 塑料盆，每個(gè)處理21 盆，3 次重復(fù)，每次重復(fù)7 盆，完全隨機(jī)設(shè)計(jì)。自制營(yíng)養(yǎng)土（V 沙子∶V 普通磚紅壤=1∶1），有機(jī)質(zhì)含量1.69%，pH 7.5。

試驗(yàn)A：2015 年9 月至2016 年5 月，設(shè)計(jì)花生（花生秸稈制作的酵素堆肥）、玉米（玉米秸稈制作的酵素堆肥）、椰糠（椰糠制作的酵素堆肥）、CK（普通有機(jī)肥）（以上施用比例均為體積比50%）、CK60%（普通有機(jī)肥的體積比為60%），共5 個(gè)處理。采用底施方式，統(tǒng)一追肥和灌溉。

試驗(yàn)B：2016 年9 月至2017 年4 月，設(shè)計(jì)高酵素（酵素堆肥60%）、低酵素（酵素堆肥30%）、傳統(tǒng)（化肥）、羊糞（羊糞有機(jī)肥30%）、空白（清水，對(duì)照）5 個(gè)處理。統(tǒng)一追肥和灌溉。

試驗(yàn)C：2017 年9 月至2018 年4 月，設(shè)計(jì)殼寡糖濃度、生物有機(jī)肥種類和微生物菌劑種類的三因素三水平的正交試驗(yàn)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1，殼寡糖三個(gè)濃度0、0.5、1 g·株-（1 分別將1 g 殼寡糖稀釋800、400 倍，一株灌施400 mL），有機(jī)肥種類為酵素（酵素堆肥）、海南（海南億灃有機(jī)肥）、日本（日本有機(jī)肥），微生物菌劑的種類為北京菌（2 g·株-1）、空白、山東菌（0.2 g·株-1），一共9 個(gè)處理，不同生物有機(jī)肥按50%用量進(jìn)行底施，于移栽緩苗期進(jìn)行殼寡糖和微生物菌劑處理，統(tǒng)一追肥和灌溉。

1.3 有效積溫計(jì)算

有效積溫模型（GDD），主要考慮溫度條件。GDD 是日平均氣溫與作物發(fā)育下限溫度之差的累計(jì)值，計(jì)算式為[14]：

式中，Tavg 為日平均氣溫（℃），Tx 為日最高氣溫（℃），Tn 為日最低氣溫（℃），Tmax 和Tmin 分別為辣椒結(jié)果期的生物學(xué)上下限溫度。辣椒正常開(kāi)花結(jié)果的生物學(xué)上限溫度為30 ℃ ，生物學(xué)下限溫度為15 ℃[15]。每日氣溫獲取來(lái)自天氣網(wǎng)（www.tianqi.com）。根據(jù)以上模型，計(jì)算辣椒每個(gè)結(jié)果階段的有效積溫用于試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析。

1.4 植株生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)量

在辣椒結(jié)果期，果實(shí)成熟后，連續(xù)收獲，摘下測(cè)量所有植株的鮮果質(zhì)量，用電子秤計(jì)算單株鮮果質(zhì)量，并在不同時(shí)期用直尺測(cè)量其株高、莖粗，計(jì)算相對(duì)生長(zhǎng)率（公式2）。最后一次收果后，取全部植株，計(jì)算累計(jì)鮮果質(zhì)量。將植株分部位105 ℃殺青，80 ℃烘干，測(cè)量其干物質(zhì)質(zhì)量，計(jì)算經(jīng)濟(jì)系數(shù)（公式3）。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理及作圖使用Excel 2007，使用SPSS20 進(jìn)行差異顯著性分析，并進(jìn)行鄧肯氏多重比較分析，線性回歸的差異性檢驗(yàn)使用GraphPadPrism 8。

2 結(jié)果與分析

2.1 酵素堆肥對(duì)辣椒營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)以及物質(zhì)積累的影響

2.1.1 酵素堆肥對(duì)辣椒株高和莖粗的影響由圖1可以看出，與傳統(tǒng)化肥和空白處理相比，酵素堆肥對(duì)辣椒的株高、莖粗有顯著影響。在2016—2017年的酵素施用量試驗(yàn)中，第77～87 天經(jīng)歷了大降溫后，高酵素、低酵素、傳統(tǒng)、羊糞、空白處理株高的相對(duì)生長(zhǎng)率（RGR）依次為0.13%、0.06%、- 0.15%、0.48%、0.20%，傳統(tǒng)化肥處理RGR<0，出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象，其他處理均>0;第100 天時(shí)高酵素、低酵素、羊糞處理的株高均顯著高于傳統(tǒng)化肥處理。第100 天時(shí)高酵素和低酵素處理辣椒莖粗分別為15.21、14.73 mm，均顯著高于傳統(tǒng)化肥處理，分別比傳統(tǒng)化肥處理提高35.17%和30.96%。

由表2 可知，在該正交試驗(yàn)中，生物有機(jī)肥種類均對(duì)株高、莖粗有顯著影響;生物有機(jī)肥種類中，酵素處理的辣椒最矮壯（酵素堆肥、海南肥和日本肥的莖粗/株高依次為0.025、0.022、0.021）。研究表明酵素處理能夠使辣椒植株在低溫期更加強(qiáng)壯。

2.1.2 酵素堆肥對(duì)辣椒物質(zhì)積累及轉(zhuǎn)運(yùn)的影響由圖2 可以看出，試驗(yàn)A 中，全生育期單株總干生物質(zhì)量為CK 60%>CK>花生源>玉米源>椰糠源，單株總果干質(zhì)量為：CK 60%>CK>玉米源>花生源>椰糠源，相同施用量下的經(jīng)濟(jì)系數(shù)為玉米源（57.22%）>CK 60%（57.10%）>椰糠源（50.02%）>花生源（48.12%）>CK（44.42%）。試驗(yàn)B 中，高酵素、低酵素、傳統(tǒng)、羊糞、空白處理的累計(jì)單株總干物質(zhì)量依次為79.18、58.62、41.54、46.75、22.80 g·株-1，單株總果干質(zhì)量依次為57.29、47.15、31.57、26.87、12.19 g·株- 1，經(jīng)濟(jì)系數(shù)依次為72.35%、80.43%、76.00%、57.48%、53.46%。由此可見(jiàn)，試驗(yàn)A 和B各處理經(jīng)濟(jì)系數(shù)均表現(xiàn)出酵素處理最高，表明酵素處理有利于辣椒植株的有機(jī)物向花果運(yùn)轉(zhuǎn)，增加了鮮果質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)系數(shù)隨有機(jī)肥施用量的增大而增大，有利于辣椒植株物質(zhì)的積累和運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。

2.2 酵素堆肥對(duì)辣椒在溫度變化下鮮果質(zhì)量的影響

2.2.1 酵素堆肥種類對(duì)辣椒鮮果質(zhì)量的影響 由圖3 可知，試驗(yàn)A 中，花生源、玉米源、椰糠源、CK、CK 60%的單株鮮果質(zhì)量與有效積溫有正相關(guān)關(guān)系，經(jīng)檢驗(yàn)后差異水平極顯著。酵素堆肥處理的鮮果質(zhì)量隨有效積溫的變化而緩慢變化，當(dāng)有效積溫在85.5 ℃以下時(shí)花生秸稈和玉米秸稈制作的酵素堆肥的鮮果質(zhì)量大于普通有機(jī)肥對(duì)照。由圖4 試驗(yàn)A 可知，低溫期（第38～第142 天）花生源、玉米源、椰糠源、CK、CK 60%的累計(jì)鮮果質(zhì)量分別為445.65、381.57、184.51、343.87、454.22 g·株-1?；ㄉ春陀衩自捶謩e比CK 增產(chǎn)29.60%和10.96%。

2.2.2 酵素堆肥施用量對(duì)辣椒鮮果質(zhì)量的影響在圖4 試驗(yàn)B 中，辣椒源在第77～第87 天，氣溫從26.5 ℃急速將至14 ℃，降幅12.5 ℃，低酵素處理、羊糞處理和空白處理的鮮果質(zhì)量均隨之大幅降低，而高酵素處理的鮮果質(zhì)量繼續(xù)升高，相對(duì)生長(zhǎng)率2.45%。高酵素、低酵素、傳統(tǒng)、羊糞和空白處理的累計(jì)總鮮果質(zhì)量依次為796.81、634.99、414.75、381.90、192.20 g·株- 1，分別比空白增產(chǎn)314.59%、230.39%、115.80%、98.71%，高酵素和低酵素分別比傳統(tǒng)化肥增產(chǎn)92.12%、53.10%;高酵素比低酵素增產(chǎn)25.49%。

2.2.3 生物有機(jī)肥種類對(duì)辣椒鮮果質(zhì)量的影響在圖4 試驗(yàn)C 中，生物有機(jī)肥的種類仍是影響最大的因素（表3），第87～第104 天，日平均溫度在15～30 ℃之間大幅升降，酵素處理的果實(shí)RGR 為2.66%>0，其他處理的RCR<0，鮮果質(zhì)量均下降，酵素處理的累計(jì)總鮮果質(zhì)量居中，比海南有機(jī)肥高23.95%。研究結(jié)果綜合表明，酵素處理的辣椒在低溫期能夠穩(wěn)產(chǎn)甚至高產(chǎn)，其產(chǎn)量與酵素原材料的種類和酵素施用量有關(guān)。

3 討論與結(jié)論

筆者主要連續(xù)3 年研究了酵素堆肥對(duì)辣椒在海南冬季生長(zhǎng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)及鮮果質(zhì)量變化的影響。酵素菌具有極強(qiáng)的分解能力，能快速地分解土壤中的有機(jī)質(zhì)，可以為更多的微生物的生存提供條件，豐富的土壤微生物數(shù)量，增加土壤的微生物群落數(shù)量[17-18]。王繼紅等[19]研究表明，酵素菌肥能夠一定程度增加土壤中的細(xì)菌總量和放線菌總量。孫雨濃等[20]研究表明，環(huán)保酵素對(duì)菠菜施用后能夠不同程度提高其過(guò)氧化物酶POD、超氧化物歧化酶SOD、過(guò)氧化氫酶CAT 活性。已有研究表明酵素會(huì)影響土壤微生物群落以及提高作物抗逆性相關(guān)酶活性，從而提高作物的抗逆性[21]。

相關(guān)關(guān)系分析表明，酵素堆肥處理的辣椒鮮果質(zhì)量受有效積溫的影響較小，有效積溫85.5 ℃以下時(shí)，花生秸稈和玉米秸稈制作的酵素堆肥的鮮果質(zhì)量大于普通有機(jī)肥對(duì)照，低溫期分別增產(chǎn)29.60%和10.96%;辣椒的鮮果質(zhì)量相對(duì)生長(zhǎng)率和總鮮果質(zhì)量隨酵素堆肥施用量的增多而增大，酵素堆肥60%施用量的總鮮果質(zhì)量比傳統(tǒng)化肥高92.12%;殼寡糖、生物有機(jī)肥種類和生物菌劑種類中，生物有機(jī)肥種類對(duì)株高、莖粗、總鮮果質(zhì)量和相對(duì)生長(zhǎng)率的影響程度均最大、最顯著，在生物有機(jī)肥中，酵素堆肥是較優(yōu)肥料，其低溫期的果實(shí)相對(duì)生長(zhǎng)率遠(yuǎn)大于海南肥和日本肥，總鮮果質(zhì)量比海南有機(jī)肥處理高23.95%。紀(jì)曉文等[22]研究表明，對(duì)玉米噴施酵素后，株高增加了4%，莖粗增加了8.9%。張士勇等[23]研究表明，使用酵素堆肥進(jìn)行番茄種植后，莖粗增加4.8%，增產(chǎn)25.04%，酵素處理后的葉霉病、臍腐病幾乎沒(méi)有發(fā)生，抗病力明顯增強(qiáng)。文廷剛等[24]對(duì)紅椒施用不同濃度的酵素菌，結(jié)果發(fā)現(xiàn)施用酵素菌后，株高提高3.6%～7.2%，莖粗提高5.9%～14.4%，產(chǎn)量提高2.0%～2.5%，并且其葉綠素含量和土壤酶活性都有一定程度的提高，酵素菌能夠通過(guò)活化土壤來(lái)促進(jìn)作物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和提高產(chǎn)量。張桂芳[25]研究表明，果樹(shù)在施用了酵素堆肥后，減少了凍干枝，單株增產(chǎn)39.84%，表明酵素堆肥在增加作物抗逆性的同時(shí)達(dá)到了增產(chǎn)的效果。這與筆者的研究結(jié)果有一定的相似性，酵素均能提高作物產(chǎn)量和增加作物的株高和莖粗等生長(zhǎng)指標(biāo)。

綜上所述，在相同施用量下（體積比30%），酵素堆肥能夠促進(jìn)辣椒植株生長(zhǎng)發(fā)育和物質(zhì)積累，并且增加產(chǎn)量，施用體積比為60%時(shí)效果更佳;不同酵素堆肥材料中花生秸稈的效果最佳，在海南冬季中亦能促進(jìn)物質(zhì)積累及轉(zhuǎn)運(yùn)，增加產(chǎn)量。本試驗(yàn)為酵素堆肥在辣椒低溫季節(jié)種植提供了理論依據(jù)。

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